1. Pabrik urea formaldehid direncanakan di Bontang, Kalimantan Timur dengan kapasitas 16.000 ton/tahun untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. 2. Proses yang digunakan adalah D.B Western dengan bahan baku metanol, urea dan oksigen. 3. Peralatan utama meliputi tangki penyimpanan, pompa, reaktor tetap ganda, menara penyerap dan penukar panas.

1. 1
EXECUTIVE SUMMARY
TUGAS PERANCANGAN PABRIK KIMIA
TUGAS PERANCANGAN PABRIK UREA FORMALDEHID DENGAN
PROSES DBWESTERN KAPASITAS 16.000 TON/TAHUN
Oleh :
FAHRIYA PUSPITA SARI NIM. L2C007042
SHOFI MUKTIANA SARI NIM. L2C007084
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2011

2. 2
EXECUTIVE SUMMARY
Judul Tugas PRARANCANGAN PABRIK UREA FORMALDEHID
DENGAN PROSES D. B WESTERN
Kapasitas Produksi 16.000 ton/tahun
I. STRATEGI PERANCANGAN
Latar belakang Industri plywood awalnya menggunakan phenol formaldehid
sebagai perekat. Tetapi ketika urea formaldehid telah digunakan
secara komersiil maka pemakaian phenol formaldehid semakin
berkurang dan fungsinya digantikan oleh urea formaldehid. Hal
tersebut disebabkan harga urea formaldehid lebih murah dan
kualitas produk yang dihasilkan juga lebih baik.
Dalam penggunaannya secara luas, resin urea formaldehid
lebih banyak dimanfaatkan dalam industri perekatan yaitu sekitar 82
%.
Data BPS (Badan Pusat Statistik) menunjukan bahwa impor
urea formaldehid terus mengalami peningkatan dari tahun 2003
sampai tahun 2010. Peningkatan impor urea formaldehid yang
cukup signifikan terjadi pada tahun 2004 sebesar 4.124 ton menjadi
7.477 ton pada tahun 2005, dengan penambahan sebesar 3.353 ton.
Sedangkan industri yang memproduksi urea formaldehid di
Indonesia tidak bertambah, yaitu berkisar 1.104.700 ton/tahun
Dasar penetapan Industri urea formaldehid direncanakan akan beroperasi
kapasitas produksi dengan kapasitas 16.000 ton/tahun dengan pertimbangan :
Prediksi kebutuhan pasar. Pabrik Urea Formaldehid ini mulai
beroperasi pada tahun 2014 dengan kapasitas 16.000 ton/tahun yang
akan memenuhi kekurangan kebutuhan Urea Formaldehid dalam
negeri pada tahun 2014.
Kapasitas pabrik yang sudah beroperasi. Kapasitas minimal
pabrik yang telah beroperasi dengan proses D.B. Western pada saat
ini di Indonesia adalah PT. Cakram Utama Jaya dengan kapasitas
11.800 ton/tahun sedangkan kapasitas maksimal adalah 544.000

3. 3
ton/tahun yang merupakan kapasitas produksi La Porte, Texas di
Amerika Serikat
Ketersediaan bahan baku. Metanol sebesar 7.893,09 ton/tahun
dapat diperoleh dari PT. Kaltim Metanol Industry (660.000
ton/tahun) atau Pertamina Pulau Bunyu (330.000 ton/tahun). Urea
sebesar 9.901,73 ton/tahun dapat diperoleh dari PT. Pupuk
Kalimantan Timur (2.980.000 ton/tahun). Sedangkan bahan baku
oksigen sebesar 8.754,22 ton/tahun dapat diperoleh dari udara
lingkungan sekitar.
Dasar penetapan lokasi Lokasi pabrik urea formaldehid akan didirikan di Bontang,
pabrik Kalimntan Timur dengan pertimbangan:
Penyediaan bahan baku. Dekat dengan sumber bahan baku yaitu
metanol dari PT. Kaltim Metanol Industry dan urea dari PT. Pupuk
Kalimantan Timur.
Pemasaran produk/market. Lokasi di kawasan Bontang relatif
strategis untuk pemasaran produk terutama bagi pabrik-pabrik yang
menggunakan urea formaldehid yaitu industri plywood, perekatan
kayu, yang hampir sebagian besar berada di kawasan Kalimantan,
terutama di daerah sekitar Kalimantan Timur.
Berat produk yang dihasilkan. Urea formaldehid termasuk
dalam produk weight loss, sehingga lokasi pabrik yang dipilih
sebaiknya dekat dengan lokasi bahan baku agar biaya transportasi
bisa diminimalkan.
Pemilihan proses Proses D.B. Western merupakan proses pembuatan
formaldehid atau urea formaldehid secara kontinyu dengan bahan
baku metanol, oksigen dan urea. Metanol yang diuapkan direaksikan
dalam sebuah reaktor fixed bed multitube yang terdiri atas beberapa
tube yang berisi katalis iron molybdenum oxide dengan pendingin
air. Dipilih proses D.B. Western karena konversi yang tinggi serta
umur katalis yang lebih panjang.
BAHAN BAKU
Jenis Metanol
Spesifikasi Wujud : cairan

4. 4
Warna : tak berwarna
Komposisi : Metanol : minimal 99,90 % berat
H2O : maksimal 0,10 % berat
Densitas : 0,7866 gr/ml
Kebutuhan 7.077,454 ton/tahun
Asal PT. Kaltim Metanol Industry
Jenis Urea
Spesifikasi Wujud : padat
Warna : putih
Bentuk : prill
Komposisi : Urea : minimal 99,00 % berat
H2O : maksimal 0,5 % berat
Biuret : maksimal 0,5 % berat
Kebutuhan 8.345,827 ton/tahun
Asal PT. Pupuk Kalimantan Timur
PRODUK
Jenis Urea formaldehid
Spesifikasi Wujud : cair
Warna : tidak berwarna
Bau : tajam
Komposisi : Urea Formaldehid : minimal 85,00 % berat
Metanol : maksimal 0,30 % berat
H2O : maksimal 13,20 % berat
Urea : maksimal 1,5 % berat
Densitas : 1,46 g/cm3
Laju produksi 16.000 ton/tahun
Daerah pemasaran Kalimantan Timur, Kalimantan Selatan, dan Kalimantan Barat

5. 5
II. DIAGRAM ALIR DAN PENERACAAN
Arus (kg/jam)
Komponen
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
HCOH 732,2533402 29,12115207
CH3OH 893,1155168 61,98221687 55,92161081 6,060606061
O2 991,1116847 991,1116847 551,1609741 551,1609741 411,4488789
H2O 0,502531572 495,7220502 440,6247595 7,692492384 448,3172518 677,5103465 266,5289556 757,8434578
CO 43,61115181 43,61115181
CO2 188,0328986
N2 3264,656936 3264,656936 3264,656936 3264,656936 3264,656936
Urea 1046,073588 1046,073588 30,4407414
UF1 1053,7323
UF2 468,3124706
UF3 195,1269471
Partikulant 0,851153724
jumlah 893,6180484 4256,619774 4255,768621 5149,386669 440,6247595 1053,76608 1494,390839 4621,982171 2020,20202 4621,982171
Arus (kmol/jam)
Komponen
BM 1 2 3 4 6 7 8 9 10
HCOH 30,03 24,38406061 0,969735334
CH3OH 32,04 27,87501613 1,93452612 1,745368627 0,189157493
O2 32 30,97224015 30,97224015 17,22378044 17,22378044 12,85777747
H2O 18,01 0,027902919 27,52482233 24,46556132 0,427123397 24,89268472 37,61856449 14,79894256 42,07903708
CO 28,02 1,556429401 1,556429401
CO2 44,02 4,271533361
N2 28,02 116,511668 116,511668 116,511668 116,511668 116,511668
Urea 60,05985 17,41718615 17,41718615 0,506840117
UF1 90,091 11,69631039
UF2 120,118 3,898770131
UF3 150,145 1,299590044
Partikulant
jumlah 27,90291905 147,4839081 147,4839081 189,1352869 24,46556132 17,84430955 42,30987087 175,6255462 32,38961074 175,7200159

6. 6

7. 7

8. 8
III. PERALATAN PROSES DAN UTILITAS
1. Spesifikasi alat
Tangki
Ringkasan Tangki (T-01):
Fungsi Menampung Metanol untuk persediaan selama 7 hari
Kondisi 1. Temperatur = 30oC
2. Tekanan = 1 atm
3. Wujud = cair
Tipe Silinder vertikal dengan flat bottom dan head conical roof
Bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C
1. Jumlah = 2 buah
2. Diameter = 20 ft
3. Tinggi = 24 ft
4. Jumlah Course = 4 buah
Course 1 Panjang plate = 6,29 ft
Lebar plate = 6 ft
Tebal shell = 1/4 in.
Course 2 Panjang plate = 6,29 ft
Lebar plate = 6 ft
Tebal shell = 1/4 in
Course 3 Panjang plate = 6,29 ft
Lebar plate = 6 ft
Tebal shell = 3/16 in
Course 4 Panjang plate = 6,29 ft
Lebar plate = 6 ft
Tebal shell = 3/16 in
Tinggi head 2,56 ft
Tebal head 0,294 in
Tinggi total 26,56 ft
Diameter pipa
2 ½ in / Sch No. 40
pemasukan / Sch No.
Diameter pipa
pengeluaran / Sch No. 1 in / Sch No. 40

9. 9
Pompa
Ringkasan Pompa (P-01):
Fungsi Memompa bahan baku Metanol dari tangki penyimpanan ke
vaporizer
Tipe Centrifugal pump, Single Stage
Bahan Pipa baja komersiil
H
Power 24,87 lbf/lbm
e
Daya pompa 1 HP
a
Power motor 1 HP
t
Ukuran pipa 1. Diameter nominal = 1 in.
2. Schedule number = 40
E 3. ID = 1,049 in.
4. Bahan = Komersiil Steel Pipe
x
Reaktor
Ringkasan Reaktor (R-01):
Fungsi Tempat berlangsungnya reaksi antara Metanol dan Oksigen
menjadi Formaldehid
Tipe Fixed bed multi tube
Jumlah 1 buah
Berat katalis 688073 gram
Waktu tinggal 0,801698456 detik
Tinggi reactor 166,57 cm
Kondisi Non Isotermal, non Adiabatis
Tekanan = 1,5 atm
Suhu masuk = 463 K
Suhu keluar = 533,49 K
Fase = Gas
Spesifikasi tube Jumlah tube = 672 buah
Panjang = 124,75 cm
ID = 3,505 cm

10. 10
OD = 4,216 cm
Pitch = 5,270 cm
Spesifikasi shell ID = 115,93 cm
Tebal = 0,476 cm
Pressure Drop ∆Ps = 1,175 . 10-6 atm
∆Pt = 2,69 atm
Absorber
Ringkasan Absorber (AB-01):
Fungsi Menyerap Formaldehid dengan Larutan Urea
Tipe Packed Tower
Jenis packing Raschig rings
Bahan Stainless steel type 304
Diameter menara atas : 3,395 ft = 1,04 m
bawah : 3,59 ft = 1,095 m
Jumlah bed 4
Tebal shell standar 1/4 in.
Tebal head standar 3/16 in.
Tinggi head total 0,167 m
Tinggi absorber 14,4 m
Heat Exchanger
Rangkuman
Gas in
water out
HE-3
water in
Gas out
Nama Heat Exchanger
Fungsi Mendinginkan produk sebelum masuk
absorber
Jenis 2,12 Shell and Tube

11. 11
Bahan konstruksi Carbon Steel SA 285 Grade C
Jumlah Tube 106
Desain
Shell : Tube :
2o
Fluida panas (produk) Uc : 17,5 Btu/ft . F Fluida dingin (air)
o 2o
T in : 260,74 F UD : 5,81 Btu/ft . F Tin : 86oF
Tout : 158 oF Rd : 0,05 Tout : 113oF
9,6 Pressure drop (psi) 6,8
2. Utilitas
AIR
Air untuk melarutkan urea 10,76 m3/hari
Air untuk sanitasi (service water) 14,42 m3/hari
Saat start-up : 0,33 m3/hari
Air umpan boiler (boiler feed water)
Saat pabrik berjalan : 0,033 m3/hari
Saat start-up : 203,7 m3/hari
Air pendingin (cooling water)
Saat pabrik berjalan : 20,37 m3/hari
Saat start-up : 229,21 m3/hari
Total kebutuhan air
Saat pabrik berjalan : 45,583 m3/hari
Air laut (kapasitas pompa = 0,14 cuft/s)
Didapat dari sumber
Air tanah (kapasitas pompa = 0,007 cuft/s)
STEAM
Kebutuhan steam 1770,02 kg/hari
Jenis boiler Water Heat Boiler
LISTRIK
Kebutuhan listrik 153,94 kilowatt
Dipenuhi dari Generator
BAHAN BAKAR
Jenis Steam
Kebutuhan 0,033 m3/hari
Sumber dari WHB

12. 12
IV. PERHITUNGAN EKONOMI
Physical plant cost US $ 3.622.268,35
Fixed capital US $ 5.523.959,24
Working capital US $ 828.593,89
Total capital investment US $ 6.849.709,45
ANALISIS KELAYAKAN
Return on Investment (ROI) Before tax : 32,14 % After tax : 22,54 %
Pay Out Time (POT) Before tax : 2,36 tahun After tax : 3,06
tahun
Break Even Point (BEP) 46,15 %
Shut Down Point (SDP) 29,5 %
Discounted Cash Flow (DCF) 28,6 %